KR101938263B1

KR101938263B1 - 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법

Info

Publication number: KR101938263B1
Application number: KR1020180089299A
Authority: KR
Inventors: 강호창
Original assignee: 강호창
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2019-01-14
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: EP3831336B1; CN112672715A; CN112672715B; US12285313B2; EP3831336A4; EP3831336A1; WO2020027439A1; US20210290344A1

Abstract

치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법은, 다른 조직세포의 침투를 막기 위해 골 이식재와 치조골을 외부로부터 차폐하는 차폐부; 및 차폐부에 연결되며, 잇몸과 치조골 사이에 삽입되어 차폐부를 고정시키는 삽입고정부를 포함하고, 삽입고정부는 차폐부에 비하여 높은 인장강도를 가지며, 차폐부의 둘레의 적어도 일부분에 마련되는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인을 제조하는 방법으로서, 생분해성 고분자를 마련하는 생분해성 고분자 마련단계; 생분해성 고분자를 포함하는 성형재료를 마련하는 성형재료 마련단계; 성형재료를 시트(sheet)형태로 성형하기 위한 시트형 몰드(mold)에 투입하는 성형재료 투입단계; 시트형 몰드에 투입된 성형재료를 건조시킴으로써 멤브레인 시트로 성형하는 멤브레인 시트 성형단계; 멤브레인 시트를 미리 결정된 사이즈로 절단하는 멤브레인 시트 절단단계; 및 멤브레인 시트의 일부를 압축시킴으로써 인장강도가 강화되는 삽입고정부와, 멤브레인 시트의 나머지 부분인 차폐부를 마련하기 위하여 멤브레인 시트의 일부를 압축하는 멤브레인 시트 압축단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법{Manufacturing method for dental dual structure membrane}

본 발명은, 치과용 멤브레인의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 아주 쉽고 간단하게 치과용 멤브레인을 원하는 위치에 정확하게 고정시킬 수 있으며, 치과용 멤브레인이 고정된 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법에 관한 것이다.

치과용 멤브레인은 주로 치조골 재생용 멤브레인을 말하는데, 이는 치조골 등의 경조직(뼈)을 재생하는데 사용되는 막으로서, 교정 시술이나 임플란트 시술에서 치조골의 두께가 얇거나 치조골이 손상, 소실된 경우 등 치조골의 재생이 필요한 때에 골재생술이나 골이식술을 위해 사용되는 막이다.

구체적으로 교정 시술이나 임플란트 시술 시 뼈의 질이 좋지 않거나 뼈의 양이 부족한 경우 또는 치주염으로 인해 치조골이 파괴, 소실된 경우에는 바로 임플란트를 식립할 수 없기 때문에 치조골을 증가시키는 시술이 필요한데, 이와 같이 골재생(골조성)이 필요한 경우에 골유도 재생술(guided bone regeneration, GBR)이나 골이식술(bone grafting)이 수행되고 있다.

이때, 골유도재생술에 치과용 멤브레인이 사용되고 있는데, 골유도재생술을 위한 멤브레인(Membrane for guided bone regeneration)은 선택적으로 세포를 재증식시킴으로써 치유기간 중 각 조직을 독립적으로 재생시키기 위한 목적으로 사용된다.

즉, 골 이식재의 이식수술 후 골 이식재와 치조골사이에 다른 조직의 세포들이 침투하여 골조직형성을 방해하는 것을 막아줌으로써 안정적으로 골조직세포들이 유도되도록 해주는 역할을 한다.

이러한 치과용 멤브레인을 사용하는 방법은, 일반적으로 골 결손이 발생된 위치에 사각 멤브레인을 적절한 형상으로 트리밍하여 부착시키는 시술을 하게 되는데, 종래의 치과용 멤브레인은 다공성 조직으로 인장강도가 약하기 때문에 정확한 위치에 고정시키가 힘들며, 원하는 위치에 고정을 시키더라도 고정된 위치에서 이탈하는 경우가 많았다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 치과용 멤브레인을 고정하기 위해 스크류를 사용하기도 하였으나, 이 경우 스크류 설치를 위해 보다 넓은 치은 절개를 해야 하기 때문에 수술 시간이 증대될 뿐만 아니라 출혈로 인한 부종 발생으로 환자에게 고통을 주게 되어 술자나 환자 모두에 수술에 대한 부담감을 갖게 하는 문제점이 있었다.

또한, "치조골 재생용 멤브레인"(한국 등록특허공보 제10-1182806호)에는 중앙에 임플란트용 삽입물이 관통될 수 있는 홀이 형성된 채 전체적으로 라운드진 형상을 취하는 치조골 재생용 멤브레인이 공개되었으며, 치과용 멤브레인의 고정 홀에 임플란트용 삽입물을 관통시켜 설치하도록 되어 있다.

그런데, 골 이식의 경우 대부분 임플란트용 삽입물을 설치하기 어려운 경우에 시술하는 경우가 대부분이며, 임플란트용 삽입물의 삽입 전에 이루어지는 것이 대부분인 바, 특허문헌의 경우는 골이식 후 임플란트 시술이 이루어지는 시술 방식에 적합하지 않다는 문제점이 있다.

대한민국등록특허 제10-1182806호, 2012.09.07

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 치과용 멤브레인의 적어도 일부분이 다른 부분보다 높은 인장강도를 가지는 이중구조를 가짐으로써, 치과용 멤브레인을 고정하기 위한 스크류를 사용하지 않고 쉽고 간단하게 원하는 위치에 정확하게 고정시킬 수 있으며, 치과용 멤브레인이 고정된 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 치과용 이중구조 멤브레인을 간단하고 효율적으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 다른 조직세포의 침투를 막기 위해 골 이식재와 치조골을 외부로부터 차폐하는 차폐부; 및 상기 차폐부에 연결되며, 잇몸과 치조골 사이에 삽입되어 상기 차폐부를 고정시키는 삽입고정부를 포함하고, 상기 삽입고정부는 상기 차폐부에 비하여 높은 인장강도를 가지는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인이 제공될 수 있다.

상기 삽입고정부는, 상기 차폐부의 둘레의 적어도 일부분에 마련될 수 있다.

상기 삽입고정부는, 상기 차폐부를 사이에 두고 상호 대향되게 배치되어 상기 차폐부에 연결될 수 있다.

상기 차폐부와 상기 삽입고정부는 생분해성 재질로 마련될 수 있다.

상기 차폐부와 상기 삽입고정부는, 밀도가 상이한 것에 의해 인장강도의 차이가 발생할 수 있다.

상기 차폐부와 상기 삽입고정부는, 분자구조가 상이한 것에 의해 인장강도의 차이가 발생할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 골 이식재와 치조골 측으로 다른 조직세포의 침투를 막기 위해 골 이식재에 접하는 차폐부와, 상기 차폐부에 연결되되 상기 차폐부에 비하여 높은 인장강도를 가지며, 잇몸과 치조골 사이에 삽입되어 상기 차폐부를 고정시키는 삽입고정부를 포함하는 치과용 이중구조 멤브레인을 제조하는 방법으로서, 생분해성 고분자를 마련하는 생분해성 고분자 마련단계; 상기 생분해성 고분자를 포함하는 성형재료를 마련하는 성형재료 마련단계; 상기 성형재료를 시트(sheet)형태로 성형하기 위한 시트형 몰드(mold)에 투입하는 성형재료 투입단계; 시트형 몰드에 투입된 상기 성형재료를 건조시킴으로써 멤브레인 시트로 성형하는 멤브레인 시트 성형단계; 및 상기 멤브레인 시트의 일부를 압축시킴으로써 인장강도가 강화되는 상기 삽입고정부와, 상기 멤브레인 시트의 나머지 부분인 상기 차폐부를 마련하기 위하여 상기 멤브레인 시트의 일부를 압축하는 멤브레인 시트 압축단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법이 제공될 수 있다.

상기 멤브레인 시트 성형단계 이후에, 상기 멤브레인 시트를 미리 결정된 사이즈로 절단하는 멤브레인 시트 절단단계를 더 포함할 수 있다.

상기 성형재료 마련단계는, 상기 생분해성 고분자를 이소프로판올(isopropanol) 수용액에 넣고 호모지나이져(Homogenizer)로 교반하여 제1 혼합액을 마련하는 단계; 상기 제1 혼합액과 증류수를 교반하여 제2 혼합액을 마련하는 단계; 상기 제2 혼합액에 1% HCl 수용액을 넣고 교반하여 제3 혼합액을 마련하는 단계; 및 상기 제3 혼합액을 진공오븐에서 감압 하에 기포를 제거하여 성형재료를 마련하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 멤브레인 시트 성형단계는, 상기 성형재료가 투입된 시트형 몰드를 오븐에서 건조시켜 제1 건조시트를 마련하는 제1 건조단계; 상기 제1 건조시트를 세척하는 시트세척단계; 및 세척된 상기 제1 건조시트를 소정의 기준온도보다 낮은 온도에서 동결 건조시킴으로써 멤브레인 시트로 성형하는 제2 건조단계를 포함할 수 있다.

상기 시트세척단계는, 상기 제1 건조시트를 PBS(Phosphate buffered saline)액이 들어있는 트레이(Tray)에 넣고 쉐이크하는 단계; 및 상기 PBS액을 제거하고 증류수를 이용하여 pH가 7.0~8.0이 될 때까지 세척하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 멤브레인 시트 성형단계는, 상기 제1 건조단계 이후에, 상기 삽입고정부가 마련될 상기 제1 건조시트의 미리 결정된 위치에 UV(Ultraviolet) 광(光)을 조사함으로써, 상기 생분해성 고분자의 가교결합에 의해 인장강도를 강화시키는 가교처리시트를 마련하는 UV 가교처리단계를 더 포함하며, 상기 시트세척단계는 상기 가교처리시트를 세척할 수 있다.

상기 성형재료는, 상기 차폐부를 형성하는 차폐부용 성형재료; 및 상기 삽입고정부를 형성하는 삽입고정부용 성형재료를 포함할 수 있다.

상기 차폐부용 성형재료는 상기 삽입고정부용 성형재료에 비하여 많은 양의 증류수를 포함하도록 마련될 수 있다.

상기 성형재료 투입단계는, 상기 차폐부용 성형재료는 상기 차폐부가 형성될 상기 시트형 몰드의 미리 결정된 일 영역에 투입되며, 상기 삽입고정부 성형재료는 상기 삽입고정부가 형성될 상기 시트형 몰드의 미리 결정된 타 영역에 투입될 수 있다.

상기 생분해성 고분자는 콜라겐이고, 상기 콜라겐은 돼지 인대 유래 콜라겐을 포함하며, 상기 생분해성 고분자 마련단계는 상기 콜라겐을 마련하는 콜라겐 마련단계로서, 상기 콜라겐 마련단계는, 돼지 인대로부터 콜라겐을 얻기 위하여 상기 돼지 인대를 전처리하는 돼지 인대 전처리단계; 상기 전처리된 돼지 인대를 콜라겐 반죽으로 성형하는 콜라겐 반죽 성형단계; 상기 콜라겐 반죽을 용매에 녹이고 균질화된 콜라겐 용액으로 만드는 균질화단계; 및 상기 균질화된 콜라겐 용액으로부터 콜라겐을 여과하는 콜라겐 여과단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법들은, 치과용 멤브레인의 적어도 일부분이 다른 부분보다 높은 인장강도를 가지는 이중구조를 가짐으로써, 치과용 멤브레인을 고정하기 위한 스크류를 사용하지 않고 쉽고 간단하게 원하는 위치에 정확하게 고정시킬 수 있으며, 치과용 멤브레인이 고정된 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 치과용 이중구조 멤브레인을 간단하고 효율적으로 제조할 수 있다.

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도 1은 본 발명에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 여러 실시 예들을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인을 이용한 골 이식 수술 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3의 생분해성 고분자 마련단계로서, 돼지 인대 유래 콜라겐을 마련하는 콜라겐 마련단계를 순서대로 도시한 순서도이다.
도 5는 도 3의 성형재료 마련단계를 순서대로 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 여러 실시 예들을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인을 이용한 골 이식 수술 과정을 나타낸 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 치과용 이중구조 멤브레인(1)은 시트형태를 가지는 멤브레인 시트로서, 차폐부(2)와, 삽입고정부(3)를 포함한다.

이 때, 차폐부(2)와 삽입고정부(3)가 연결되어 하나의 시트를 이루되, 삽입고정부(3)가 차폐부(2)에 비하여 높은 인장강도를 가지도록 제작된다.

이렇게 인장강도가 상이한 두 부분을 포함하는 이중구조를 가짐으로써, 치과용 멤브레인을 고정하기 위한 스크류를 사용하지 않고 쉽고 간단하게 원하는 위치에 정확하게 고정시킬 수 있으며, 치과용 멤브레인이 고정된 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있게 되고, 나아가 간단하고 효율적인 방법으로 치과용 이중구조 멤브레인을 제작할 수 있게 된다.

치과용 이중구조 멤브레인(1)의 형태에 대하여 도 1을 참조하여 설명하면, 치과용 멤브레인은 사각형의 시트형태로 제작되는 것이 일반적이므로 이를 기준으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 시술조건에 따라 원형 또는 타원형 및 비정형의 형태로 제작될 수 있다.

삽입고정부(3)는 차폐부(2)의 둘레의 적어도 일부분에 마련될 수 있는데, 도 1의 (a)의 경우와 같이 사각형의 차폐부(2)를 기준으로 사각형의 한 변에 삽입고정부(3)가 마련되거나, 도 1의 (b)의 경우와 같이 사각형의 이웃하는 두 변에 삽입고정부(3)가 마련되거나, 도 1의 (d)의 경우와 같이 사각형의 이웃하는 세 변에 삽입고정부(3)가 마련될 수 있다.

이와 달리, 도 1의 (c)의 경우와 같이 삽입고정부(3)는 차폐부(2)를 사이에 두고 상호 대향되게 배치되어 차폐부(2)에 연결되도록 마련될 수 있으며, 도 1의 (e)의 경우와 같이 중심부에 마련되는 차폐부(2)를 삽입고정부(3)가 둘러싸는 형태로도 마련될 수도 있다.

이러한 구조는 현재 남아있는 치조골(4)의 형태와 재생되어야 할 범위 및 삽입되어야 할 골 이식재의 양 등에 의해 결정되는 치조골(4)과 잇몸(5) 사이에 삽입되어야 할 삽입고정부(3)의 크기 및 형태 등의 시술조건에 따라 달라질 수 있기 때문에, 각각의 시술 조건에 맞는 형태로 마련될 수 있는 것이다.

차폐부(2)는 다른 조직세포의 침투를 막기 위해 골 이식재와 치조골을 외부로부터 차폐하는 역할을 하는데, 이에 대해 자세히 설명하면, 골 이식재의 이식수술 후 골 이식재와 치조골사이에 다른 조직의 세포들이 침투하여 골조직형성을 방해하는 것을 막아줌으로써 안정적으로 골조직세포들이 유도되도록 해주는 역할을 하는 것이다.

삽입고정부(3)는 차폐부(2)에 연결되며, 잇몸(4, 도 2 참조)과 치조골(5, 도 2 참조) 사이에 삽입되어 차폐부(2)를 고정시키는 역할을 한다.

다만, 삽입고정부(3)는 차폐부(2)를 고정시키는 역할만을 하는 것이 아니라, 차폐부(2)와 동일하게 전술한 차폐효과는 기본적으로 가지고 있으므로 차폐부(2)와 동일한 역할을 하되, 차폐부(2)보다 더 높은 인장강도를 가짐으로써 차폐부(2)를 고정시키는 역할까지 함께 하게 되는 것이다.

이에 대하여 자세히 설명하면, 차폐부(2)와 삽입고정부(3)를 포함하는 치과용 이중구조 멤브레인(1)은 시트형태를 가지는 멤브레인 시트 전체로서, 다른 조직세포의 침투를 막기 위해 골 이식재와 치조골을 외부로부터 차폐하는 역할을 하되, 더 높은 인장강도를 가지는 부분인 삽입고정부(3)가 잇몸(4, 도 2 참조)과 치조골(5, 도 2 참조) 사이에 삽입되어 흔들림 없이 고정될 수 있다.

나아가, 삽입고정부(3)에 연결된 차폐부(2)가 원하는 위치에 자리하도록 치과용 이중구조 멤브레인(1) 전체를 원하는 위치에 고정시킬 수 있으며, 고정된 후에는 차폐부(2)가 고정된 위치에서 흔들림 없이 유지될 수 있도록 해준다.

결국, 본 발명에 따른 치과용 이중구조 멤브레인(1)은 서로 다른 인장강도를 가지는 차폐부(2)와 삽입고정부(3)가 마련되는 이중구조를 가짐으로써, 하나의 시트형태 그 자체로서 고정효과가 뛰어나기 때문에, 치과용 멤브레인을 고정시키기 위해 추가적인 스크류를 사용하는 등의 별도의 시술이 필요 없으며, 멤브레인 자체에 고정을 위한 구조물을 설치하는 등의 노력이 필요하지 않다는 장점이 있다.

이에 대하여 도 2를 참조하여 자세히 설명하면, (a) 단계에서 치아가 추출된 후, (b) 단계에서 치조골(5)이 파괴된 홈부에 본 발명에 따른 치과용 이중구조 멤브레인(1)의 삽입고정부(3, 도 1 참조)를 파괴된 치조골(5)과 잇몸(4)사이에 삽입하여 위치를 고정시킨 다음, (c) 단계에서 골이식재(6)를 채워넣은 뒤, (d) 단계에서 치과용 이중구조 멤브레인(1)을 접어서 차폐부(2)와 골 이식재(6)가 접하게 하고 잇몸(4)을 봉합함으로써 시술이 마무리된다.

여기서, 특히 인장강도 및 굽힘강도가 강한 삽입고정부(3)가 잇몸(4)과 치조골(5) 사이에 안정적으로 위치함으로써, 치과용 이중구조 멤브레인(1)의 임의의 이동이 방지되므로 조작이 간편하고 시술편의성이 개선된다.

아울러, 수술 과정 및 수술 후 치과용 이중구조 멤브레인(1)의 이동이 방지되므로 수개월의 재생 기간 동안 설계상의 치조골 재생에 최대한 근접되어 재생이 이루어질 수 있게 된다.

본 발명에 따른 치과용 이중구조 멤브레인(1)의 차폐부(2)와 삽입고정부(3)는 흡수성(Resorbable)을 가지는 생분해성 재질로 마련될 수 있으며, 생분해성 재질로 마련됨으로써 골 이식재의 이식수술 이후에 골재생이 완료된 후에 멤브레인을 제거하기 위한 2차 수술이 필요없게 되는 장점이 있다.

이러한 생분해성 재질로서 생분해성 고분자는, 예를 들어, 콜라겐, 피브리노겐, 키토산, 젤라틴, 셀룰로오즈, 히알루론산, 덱스트란에서 선택된 하나일 수 있고, 콜라겐이 사용되는 경우에 대하여 후술할 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

재질이 생분해성 고분자로 이루어진 본 발명에 따른 치과용 이중구조 멤브레인(1)은 일반적으로 6개월 내외의 기간이 지나면 생분해되며, 골 이식재와 기존 치조골의 결합 재생이 용이하면서 재생 기간 동안 외부로부터는 온전히 보호되도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 치과용 이중구조 멤브레인(1)의 차폐부(2)와 삽입고정부(3)는, 밀도가 상이한 것에 의해 인장강도의 차이가 발생하거나, 분자구조가 상이한 것에 의해 인장강도의 차이가 발생하도록 제작될 수 있으며, 이러한 인장강도의 차이를 발생시키는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법은 이하에서 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법을 단계적으로 도시한 순서도이고, 도 4는 도 3의 생분해성 고분자 마련단계로서, 돼지 인대 유래 콜라겐을 마련하는 콜라겐 마련단계를 순서대로 도시한 순서도이며, 도 5는 도 3의 성형재료 마련단계를 순서대로 도시한 순서도이다.

도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M1)은, 골 이식재와 치조골 측으로 다른 조직세포의 침투를 막기 위해 골 이식재에 접하는 차폐부(2, 도1 참조)와, 차폐부(2)에 연결되되 차폐부(2)에 비하여 높은 인장강도를 가지며, 잇몸(4, 도2 참조)과 치조골(5, 도2 참조) 사이에 삽입되어 차폐부(2)를 고정시키는 삽입고정부(3, 도1 참조)를 포함하는 치과용 이중구조 멤브레인(1, 도1 참조)을 제조하는 방법으로서, 생분해성 고분자 마련단계(S100)와, 성형재료 마련단계(S200)와, 성형재료 투입단계(S300)와, 멤브레인 시트 성형단계(S400)와, 멤브레인 시트 절단단계(S500)와, 멤브레인 시트 압축단계(S600)를 포함한다.

먼저, 생분해성 고분자 마련단계(S100)는 생분해성 고분자를 마련하는 단계로서, 본 발명의 제1 실시 예에서는 생분해성 고분자로서 콜라겐을 마련하며, 특히 돼지 인대 유래 콜라겐을 마련하는 단계로서, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 돼지 인대 전처리단계(S110)와, 콜라겐 반죽 성형단계(S120)와, 균질화단계(S130)와, 콜라겐 여과단계(S140)를 포함한다.

여기서 콜라겐은 생분해성 고분자 중 하나인데, 생분해성 고분자로서 콜라겐, 피브리겐, 키토산, 젤라틴, 셀롤로오즈, 히알루론산, 덱스트란 등이 있으며, 본 발명의 제1 실시 예에서는 콜라겐을 사용하는 경우를 중점적으로 설명하였으나, 콜라겐 뿐만 아니라 위에서 예로 든 다른 생분해성 고분자도 사용될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

콜라겐은 인체의 조직과 장기를 구성하는 구조 단백질로 결체조직의 주성분이며, 글리신, 프롤린 등 약 18종의 아미노산으로 구성된 동물의 섬유성 단백질을 말한다. 인간의 경우 인체를 구성하고 있는 5,000 종류의 단백질 중 가장 많은 35%를 차지하고 있는 특수한 구조 단백질이다.

특히, 피부, 뼈, 힘줄에 많이 존재하고 있으며 각종 아미노산이 폴리펩타이드 형태로 결합하여 세 가닥으로 꼬여 있는 형상으로 분자량은 대략 300,000 정도로 매우 크다.

콜라겐의 종류로는 동물의 종류, 부위, type 별로 여러 종류가 있으며 각각의 특성도 다를 뿐만 아니라 구성된 단백질 등의 생체 분자나 성분도 다르다. 따라서 필요로 하는 인체 적합성 콜라겐을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 돼지 인대 유래 콜라겐을 마련하는 방법을 이용함으로써 돼지 인대 유래 콜라겐을 마련할 수 있게 되며, 이와 달리 돼지 피부 유래 콜라겐과, 가교된 콜라겐을 마련하여 사용할 수도 있다.

돼지 인대 전처리단계(S110)는 돼지 인대로부터 콜라겐을 얻기 위하여 돼지 인대를 전처리하는 단계로서, 돼지 인대로부터 적어도 혈관 및 지방을 제거하는 단계(S111)와, 적어도 혈관 및 지방이 제거된 돼지 인대를 이소프로필 알코올(Iso-Propyl Alcohol, IPA) 수용액에 녹이는 단계(S112)와, 돼지 인대를 녹인 용액을 소정의 기준온도보다 낮은 온도에서 경화시켜 경화된 돼지 인대를 마련하는 단계(S113)와, 경화된 돼지 인대를 미리 정해진 크기로 절단하는 단계(S114)를 포함한다.

콜라겐 반죽 성형단계(S120)는 전처리된 돼지 인대를 콜라겐 반죽으로 성형하는 단계로서, 스테판 믹서(stephan mixer)를 이용하여 펩신(pepsin)이 녹아있는 3% 아세트산 수용액에 전처리된 돼지 인대를 넣고 믹싱(mixing)하는 단계와, 믹싱된 용액에 3% 아세트산 수용액을 추가하고 5~7분간 교반하여 제1 혼합물을 마련하는 단계와, 교반하여 얻어진 제1 혼합물을 프레스 머신(press machine)을 이용하여 액체를 제거하여 제1 반죽을 마련하는 단계와, 제1 반죽을 정제수에 Na2HPO4를 녹인 수용액에 넣고 교반하여 제2 혼합물을 마련하는 단계와, 교반하여 얻어진 제2 혼합물을 프레스 머신을 이용하여 액체를 제거하여 제2 반죽을 마련하는 단계와, 제2 반죽을 스테판 믹서를 이용하여 15% 이소프로필 알코올(Iso-Propyl Alcohol, IPA) 수용액에 넣고 교반하여 제3 혼합물을 마련하는 단계와, 교반하여 얻어진 제3 혼합물을 프레스 머신을 이용하여 액체를 제거하여 콜라겐 반죽으로 성형하는 단계를 포함한다.

균질화단계(S130)는 콜라겐 반죽을 용매에 녹이고 균질화된 콜라겐 용액으로 만드는 단계로서, 콜라겐 반죽 성형단계(S120)에서 얻어진 콜라겐 반죽을 스테판 믹서를 이용하여 10% 에탄올 수용액과 함께 교반하고 마이크로 플로다이져(microfluidizer)를 이용하여 균질화시킴으로써 균질화된 콜라겐 용액을 얻을 수 있게 된다.

콜라겐 여과단계(S140)는 균질화된 콜라겐 용액으로부터 콜라겐을 여과하는 단계로서, 균질화된 콜라겐 용액을 원심분리하는 단계(S141)와, 원심분리 후 발생된 상등액을 제거하고 콜라겐을 얻는 단계(S142)를 포함한다.

한편, 성형재료 마련단계(S200)는 생분해성 고분자를 포함하는 성형재료를 마련하는 단계로서, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 생분해성 고분자를 이소프로판올(isopropanol) 수용액에 넣고 호모지나이져(Homogenizer)로 교반하여 제1 혼합액을 마련하는 단계(S210)와, 제1 혼합액과 증류수를 교반하여 제2 혼합액을 마련하는 단계(S220)와, 제2 혼합액에 1% HCl 수용액을 넣고 교반하여 제3 혼합액을 마련하는 단계(S230)와, 제3 혼합액을 진공오븐에서 감압 하에 기포를 제거하여 성형재료를 마련하는 단계(S240)를 포함한다.

한편, 성형재료 투입단계(S300)는 성형재료를 시트(sheet)형태로 성형하기 위한 시트형 몰드(mold)에 투입하는 단계이고, 멤브레인 시트 성형단계(S400)는 시트형 몰드에 투입된 성형재료를 건조시킴으로써 멤브레인 시트로 성형하는 단계이며, 멤브레인 시트 절단단계(S500)는 멤브레인 시트를 미리 결정된 사이즈로 절단하는 단계이다.

한편, 멤브레인 시트 압축단계(S600)는 멤브레인 시트의 일부를 압축시킴으로써 인장강도가 강화되는 삽입고정부(3, 도1 참조)와, 멤브레인 시트의 나머지 부분인 차폐부(2, 도1 참조)를 마련하기 위하여 멤브레인 시트의 일부를 압축하는 단계이다.

이 때, 멤브레인 시트의 일부를 압축시킴으로써 멤브레인 시트에서 압축된 부분과 압축되지 않은 부분 사이에 밀도의 차이가 발생하게 되고, 이에 따라 인장강도의 차이가 발생하게 된다.

따라서, 도 1을 참조하면, 멤브레인 시트에서 압축되지 않은 부분은 일정한 인장강도를 가지는 차폐부(2)가 되는 것이고, 멤브레인 시트에서 압축된 부분은 인장강도가 차폐부(2)보다 높은 삽입고정부(3)가 되는 것이다.

지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M1)에 의하면, 전체적으로 동일한 인장강도를 가진 멤브레인 시트를 성형한 뒤에 삽입고정부(3)가 될 부분을 압축하는 단계를 거치면서 인장강도의 차이가 발생하여 차폐부(2)와 삽입고정부(3)로 구분되며, 멤브레인 시트의 일부를 압축함으로써 부분적으로 발생하는 밀도의 차이에 의해 인장강도를 강화시키는 효과가 발생하게 된다.

표 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M1)에 의해 제조된 치과용 이중구조 멤브레인의 차폐부와 삽입고정부의 인장강도 차이를 실험적으로 구한 것이다.

이와 같이, 본 실시 예에 따르면, 치과용 멤브레인의 적어도 일부분이 다른 부분보다 높은 인장강도를 가지는 이중구조를 가짐으로써, 치과용 멤브레인을 원하는 위치에 정확하게 고정시킬 수 있으며, 치과용 멤브레인이 고정된 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 치과용 이중구조 멤브레인을 간단하고 효율적으로 제조할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M2)에 따르면, 제1 실시 예와 비교하여 멤브레인 시트 성형단계(S400b)에서 인장강도를 강화시키는 별도의 단계가 이루어지는 점에서 차이가 있으므로, 멤브레인 시트 성형단계(S400b)를 중심으로 설명한다.

멤브레인 시트 성형단계(S400b)는, 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 건조단계(S410)와, UV 가교처리단계(S420)와, 시트세척단계(S430)와, 제2 건조단계(S440)를 포함한다.

제1 건조단계(S410)는 성형재료가 투입된 시트형 몰드를 오븐에서 건조시켜 제1 건조시트를 마련하는 단계이며, 이 단계를 거치면서 액상의 성형재료가 시트형태를 가지게 된다.

UV 가교처리단계(S420)는 삽입고정부가 마련될 제1 건조시트의 미리 결정된 위치에 UV(Ultraviolet) 광(光)을 조사함으로써, 생분해성 고분자의 가교결합에 의해 인장강도를 강화시키는 가교처리시트를 마련하는 단계이다.

UV 가교처리단계(S420)는 제1 건조시트에서 차폐부로 형성될 부분을 알루미늄 호일로 가리고 UV-Crosslinking 챔버에 넣고 일정시간 동안 UV광을 방사함으로써 이루어진다.

따라서, 알루미늄 호일로 가려진 부분에는 UV광이 방사되지 않기 때문에 아무런 변화가 일어나지 않지만, UV광이 방사되는 부분은 가교반응에 의해 가교결합이 발생하기 때문에 분자구조가 더욱 치밀해지면서 인장강도가 강화되는 효과가 나타나게 된다.

결국, 알루미늄 호일로 가려진 부분은 인장강도의 변화가 없는 상태로 차폐부가 되고, UV광이 방사되는 부분은 가교결합에 의한 치밀한 분자구조를 가지게 되며 이로 인해 인장강도가 높아지게 되어 삽입고정부가 된다.

시트세척단계(S430)는 가교처리시트를 세척하는 단계로서, 가교처리시트를 PBS(Phosphate buffered saline)액이 들어있는 트레이(Tray)에 넣고 쉐이크하는 단계와, PBS액을 제거하고 증류수를 이용하여 pH가 7.0~8.0이 될 때까지 세척하는 단계를 포함한다.

이러한 세척단계를 거침으로써, 가교처리시트에 포함된 불순물 또는 저분자물질을 제거할 수 있게 된다.

제2 건조단계(S440)는 세척된 가교처리시트를 소정의 기준온도보다 낮은 온도에서 동결 건조시킴으로써 멤브레인 시트로 성형하는 단계이다.

제1 실시 예에서의 멤브레인 시트 성형단계(S400)를 거쳐 형성되는 멤브레인 시트는 멤브레인 시트의 모든 부분이 동일한 인장강도를 가진 상태이나, 제2 실시 예에서의 멤브레인 시트 성형단계(S400b)를 거쳐 형성되는 멤브레인 시트는 부분적으로 인장강도가 다른 상태로 성형되어 차폐부와 삽입고정부가 구분된 상태로 성형되게 된다.

이후에는 제1 실시 예와 동일한 멤브레인 시트 압축단계(S600)를 거치면서 다시 한 번 인장강도가 강화된다.

결국 본 발명의 제2 실시 예에 의한 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M2)에 의하면, 삽입고정부가 될 부분이 1차로 UV 가교처리단계(S420)를 거치면서 가교결합에 의한 치밀한 분자구조를 가지게 되어 이로 인해 인장강도가 높아지게 되고, 2차로 압축하는 단계를 거치면서 부분적으로 발생하는 밀도의 차이에 의해 다시 한 번 인장강도를 강화시키는 효과가 발생하게 된다.

표 2는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M2)에 의해 제조된 치과용 이중구조 멤브레인의 차폐부와 삽입고정부의 인장강도 차이를 실험적으로 구한 것이다.

이와 같이, 본 실시 예에 따르면, 2번의 인장강도 강화단계를 거치면서 제1 실시 예에 비하여 삽입고정부가 더욱 높은 인장강도를 가질 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M3)에 따르면, 제1 및 제2 실시 예와 비교하여 성형재료 마련단계(S200c)와 성형재료 투입단계(S300c) 및 멤브레인 시트 성형단계(S400c)에서 차이가 있을 뿐이고 나머지 단계는 동일하므로 이들 단계를 중심으로 설명한다.

성형재료 마련단계(S200c)에서 성형재료는 차폐부를 형성하는 차폐부용 성형재료와 삽입고정부를 형성하는 삽입고정부용 성형재료가 별도로 마련된다.

이렇게 차폐부용 성형재료와 삽입고정부용 성형재료를 별도로 마련함으로써, 성형재료의 차이에 따라 멤브레인 시트를 형성하는 단계에서 제2 실시 예와 같은 별도의 처리를 하지 않더라도, 멤브레인 시트를 형성하는 것만으로 차폐부와 삽입고정부의 인장강도를 다르게 설정할 수 있게 된다.

성형재료의 차이는 그 구성요소를 다르게 할 수도 있으나, 본 실시 예에서는 차폐부용 성형재료가 삽입고정부용 성형재료에 비하여 많은 양의 증류수를 포함하도록 마련됨으로써, 간단하게 차이를 두었으며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 성형재료의 구성요소를 다르게 함으로써 인장강도의 차이를 더욱 크게 설정하는 것도 가능하다.

이후에, 성형재료 투입단계(S300c)에서는 차폐부용 성형재료는 차폐부가 형성될 시트형 몰드의 미리 결정된 일 영역에 투입되며, 삽입고정부 성형재료는 삽입고정부가 형성될 시트형 몰드의 미리 결정된 타 영역에 투입된다.

이렇게 별개의 성형재료를 마련하고 시트형 몰드의 특정한 부분으로 별도로 투입하여 건조시킴으로써 인장강도가 서로 다른 차폐부와 삽입고정부를 포함하는 멤브레인 시트를 혈성할 수 있게 된다.

제3 실시 예에서의 멤브레인 시트 성형단계(S400c)는, 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 제2 실시 예의 UV 가교처리단계(S420)가 생략되고 제1 건조단계(S410)와, 시트세척단계(S430)와, 제2 건조단계(S440)를 포함한다.

멤브레인 시트 성형단계(S400c) 이후에는 제1 실시 예와 동일한 멤브레인 시트 압축단계(S600)를 거치면서 다시 한 번 인장강도가 강화된다.

결국, 본 발명의 제3 실시 예에 의한 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M3)에 의하면, 별개의 성형재료를 마련하고 시트형 몰드의 특정한 부분으로 별도로 투입하여 건조시킴으로써 삽입고정부가 될 부분이 1차로 차폐부에 비하여 인장강도가 높아지게 되고, 2차로 압축하는 단계를 거치면서 부분적으로 발생하는 밀도의 차이에 의해 다시 한 번 인장강도를 강화시키는 효과가 발생하게 된다.

표 3는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M3)에 의해 제조된 치과용 이중구조 멤브레인의 차폐부와 삽입고정부의 인장강도 차이를 실험적으로 구한 것이다.

도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.

본 발명의 제4 실시 예에 따른 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M4)에 따르면, 차폐부용 성형재료와 삽입고정부용 성형재료를 별도로 마련하여 시트형 몰드에 위치를 구별하여 투입하는 제3 실시 예의 특징과, UV 가교처리단계(S420)를 포함하는 제2 실시예의 특징과, 압축하는 단계를 거치면서 부분적으로 발생하는 밀도의 차이에 의해 인장강도를 강화시키는 제1 실시 예의 특징을 모두 포함하고 이를 순차적으로 실시하게 된다.

결국, 본 발명의 제4 실시 예에 의한 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법(M4)에 의하면, 별개의 성형재료를 마련하고 시트형 몰드의 특정한 부분으로 별도로 투입하여 건조시킴으로써 삽입고정부가 될 부분이 1차로 차폐부에 비하여 인장강도가 높아지게 되고, 2차로 UV 가교처리단계(S420)를 거치면서 가교결합에 의한 치밀한 분자구조를 가지게 되어 이로 인해 다시 한 번 인장강도가 높아지게 되며, 3차로 압축하는 단계를 거치면서 부분적으로 발생하는 밀도의 차이에 의해 다시 한 번 인장강도를 강화시키는 효과가 발생하게 된다.

따라서, 삽입고정부의 인장강도가 이전 실시예들에 비하여 더욱 강화될 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 치과용 이중구조 멤브레인 2 : 차폐부
3 : 삽입고정부 4 : 잇몸
5 : 치조골 6 : 골 이식재

Claims

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다른 조직세포의 침투를 막기 위해 골 이식재와 치조골을 외부로부터 차폐하는 차폐부; 및
상기 차폐부에 연결되며, 잇몸과 치조골 사이에 삽입되어 상기 차폐부를 고정시키는 삽입고정부를 포함하고,
상기 삽입고정부는 상기 차폐부에 비하여 높은 인장강도를 가지며, 상기 차폐부의 둘레의 적어도 일부분에 마련되는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인을 제조하는 방법으로서,
생분해성 고분자를 마련하는 생분해성 고분자 마련단계;
상기 생분해성 고분자를 포함하는 성형재료를 마련하는 성형재료 마련단계;
상기 성형재료를 시트(sheet)형태로 성형하기 위한 시트형 몰드(mold)에 투입하는 성형재료 투입단계;
시트형 몰드에 투입된 상기 성형재료를 건조시킴으로써 멤브레인 시트로 성형하는 멤브레인 시트 성형단계;
상기 멤브레인 시트를 미리 결정된 사이즈로 절단하는 멤브레인 시트 절단단계; 및
상기 멤브레인 시트의 일부를 압축시킴으로써 인장강도가 강화되는 상기 삽입고정부와, 상기 멤브레인 시트의 나머지 부분인 상기 차폐부를 마련하기 위하여 상기 멤브레인 시트의 일부를 압축하는 멤브레인 시트 압축단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법.
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제7항에 있어서,
상기 성형재료 마련단계는,
상기 생분해성 고분자를 이소프로판올(isopropanol) 수용액에 넣고 호모지나이져(Homogenizer)로 교반하여 제1 혼합액을 마련하는 단계;
상기 제1 혼합액과 증류수를 교반하여 제2 혼합액을 마련하는 단계;
상기 제2 혼합액에 1% HCl 수용액을 넣고 교반하여 제3 혼합액을 마련하는 단계; 및
상기 제3 혼합액을 진공오븐에서 감압 하에 기포를 제거하여 성형재료를 마련하는 단계를 포함하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 멤브레인 시트 성형단계는,
상기 성형재료가 투입된 시트형 몰드를 오븐에서 건조시켜 제1 건조시트를 마련하는 제1 건조단계;
상기 제1 건조시트를 세척하는 시트세척단계; 및
세척된 상기 제1 건조시트를 소정의 기준온도보다 낮은 온도에서 동결 건조시킴으로써 멤브레인 시트로 성형하는 제2 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 시트세척단계는,
상기 제1 건조시트를 PBS(Phosphate buffered saline)액이 들어있는 트레이(Tray)에 넣고 쉐이크하는 단계; 및
상기 PBS액을 제거하고 증류수를 이용하여 pH가 7.0~8.0이 될 때까지 세척하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 멤브레인 시트 성형단계는,
상기 제1 건조단계 이후에,
상기 삽입고정부가 마련될 상기 제1 건조시트의 미리 결정된 위치에 UV(Ultraviolet) 광(光)을 조사함으로써, 상기 생분해성 고분자의 가교결합에 의해 인장강도를 강화시키는 가교처리시트를 마련하는 UV 가교처리단계를 더 포함하며,
상기 시트세척단계는 상기 가교처리시트를 세척하는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 성형재료는,
상기 차폐부를 형성하는 차폐부용 성형재료; 및
상기 삽입고정부를 형성하는 삽입고정부용 성형재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 차폐부용 성형재료는 상기 삽입고정부용 성형재료에 비하여 많은 양의 증류수를 포함하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 성형재료 투입단계는,
상기 차폐부용 성형재료는 상기 차폐부가 형성될 상기 시트형 몰드의 미리 결정된 일 영역에 투입되며, 상기 삽입고정부용 성형재료는 상기 삽입고정부가 형성될 상기 시트형 몰드의 미리 결정된 타 영역에 투입되는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 생분해성 고분자는 콜라겐이고,
상기 콜라겐은 돼지 인대 유래 콜라겐을 포함하며,
상기 생분해성 고분자 마련단계는 상기 콜라겐을 마련하는 콜라겐 마련단계로서, 상기 콜라겐 마련단계는,
돼지 인대로부터 콜라겐을 얻기 위하여 상기 돼지 인대를 전처리하는 돼지 인대 전처리단계;
상기 전처리된 돼지 인대를 콜라겐 반죽으로 성형하는 콜라겐 반죽 성형단계;
상기 콜라겐 반죽을 용매에 녹이고 균질화된 콜라겐 용액으로 만드는 균질화단계; 및
상기 균질화된 콜라겐 용액으로부터 콜라겐을 여과하는 콜라겐 여과단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 이중구조 멤브레인의 제조방법.